Вентиляция и кондиционирование медицинского учреждения для снижения инфекций

Конструкция вентиляции медицинского учреждения сильно влияет на передачу болезней аэрозолями. Стремление контролировать инфекцию в больницах и в то же время уменьшить их углеродный след мотивирует использование нетрадиционных решений для проектирования зданий и связанных с ними мер контроля.

В этой статье рассматриваются внутренние источники и типы инфекционных аэрозолей, а также жизнеспособность патогенов и их инфекционное поведение в ответ на условия окружающей среды. Обсуждаются аэрозольная дисперсия, тепломассообмен, осаждение в дыхательных путях и механизмы инфицирования с упором на экспериментальные подходы и методы моделирования. 

Описаны основные проектные параметры здания, которые включают типы систем вентиляции (смешанные, вытесняющие, естественные и гибридные), скорость воздухообмена, температуру и относительную влажность, структуру распределения воздушного потока, заполняемость, инженерная дезинфекция воздуха (фильтрация и УФ-излучение) и архитектурное программирование (управление источниками и деятельностью) для медицинских учреждений. В документе описываются основные результаты и предлагаются будущие потребности в исследованиях методов проектирования вентиляции в медицинских учреждениях для предотвращения риска заражения воздушно-капельным путем.

Распространение инфекционных заболеваний вызывает глобальную озабоченность по социальным и экономическим причинам. Например, от сезонного гриппа ежегодно умирает 200–500 тысяч человек. В 2009–2010 годах грипп A (H1N1) стал причиной 17 000 смертей во всем мире, многие из которых были здоровыми взрослыми. В 2002–2003 годах тяжелый острый респираторный синдром (SARS) унес жизни более 700 человек и распространился на 37 стран, что обошлось Азии в 18 миллиардов долларов. Эти недавние вспышки напоминают нам о возможности возникновения пандемии, такой как испанский грипп 1918–1920 годов, унесший жизни 50–100 миллионов человек.

Болезни могут распространяться везде, где люди имеют прямой или косвенный контакт, но в этой статье основное внимание уделяется инфекциям, которые происходят в медицинских учреждениях, поскольку они часто содержат значительную долю инфекционных или уязвимых людей, а также потому, что правительства и другие поставщики медицинских услуг несут четкую ответственность за смягчение инфекции, которая находится в их стенах.

Передача болезни от человека к человеку может происходить в результате прямого контакта с инфицированным человеком или косвенного контакта через промежуточный объект. Прямая контактная инфекция может быть вызвана тем, что лица, осуществляющие уход, не моют руки перед посещением пациентов. Другая распространенная прямая контактная передача связана с большими инфекционными аэрозолями, которые перемещаются на небольшое расстояние от источника до рецептора. 

Важным способом непрямого контакта является передача по воздуху путем распространения мелких аэрозолей, чешуек кожи и спор грибов в воздухе помещения на большие расстояния и во времени. Аэрозоли могут образовываться и высвобождаться при выдохе человека (речь, кашель и чихание), отделении кожи или ресуспендировании с поверхностей.

Известно, что передача болезни через аэрозоль является основным путем для многих болезней, таких как туберкулез и аспергиллез. Кроме того, недавние исследования показали, что важность аэрозольной инфекции недооценивается для таких распространенных заболеваний, как грипп, особенно в холодное и засушливое время года. Например, современные экспериментальные методы позволили обнаружить инфекционные аэрозоли, вырабатываемые инфицированными пациентами при дыхании, кашле или чихании. Что касается конструкции вентиляции здания, наибольшее влияние  будет иметь путь распространения инфекции по воздуху, которому и посвящена эта статья.

Инфекционный контроль предполагает блокирование любой стадии пути заражения. Для воздушно-капельной передачи это может означать снижение образования патогенов от инфекционного человека, использование методов дезинфекции для уничтожения патогенов, выпущенных в воздух, или просто изоляция инфекционных людей в специальных помещениях. 

Обычно меры контроля делятся на три категории: административные, средства индивидуальной защиты, а также экологические и технические. Административный контроль направлен на то, чтобы инфекционные люди держались подальше от уязвимых людей (обнаружение инфекций, сортировка, общение и обучение) и обеспечивали правильное использование технических средств контроля (например, инженерных и личных средств защиты). 

Что касается пути передачи воздушно-капельным путем, личная защита состоит из маски или респиратора в той или иной форме для предотвращения распространения или вдыхания патогенов. Технические и экологические меры контроля в первую очередь вмешиваются после того, как патогены покидают зону дыхания одного человека, прежде чем они попадут в зону дыхания другого человека.

На простейшем уровне инженерный контроль может включать увеличение скорости вентиляции помещения кондиционерами купер хантер. Обычно это снижает концентрацию патогенов, что, как ожидается, снижает количество инфекций. Тем не менее, комнаты плохо перемешаны, люди дышат не во всех частях комнаты, а инфекционность патогенов меняется со временем и условиями окружающей среды. 

Кроме того, усиленная вентиляция не бесплатна, поскольку обычно требует более крупного и энергоемкого оборудования. Насколько следует увеличить интенсивность вентиляции? Какой тип системы наиболее полезен для снижения инфекций, передающихся воздушно-капельным путем? На эти вопросы невозможно ответить без количественной оценки риска заражения или, по крайней мере, относительного риска одной инженерной системы по сравнению с другой. Такие модели риска должны включать каждый процесс заражения от источника до рецептора. 

2020-11-30